Golang 併發程式設計實踐

K8sCat發表於2021-04-22
Golang程式設計

人是一種高併發的物種，細品。

初識

對 Go 語言的第一印象就是其原生地支援併發程式設計，而且使用的是協程，比執行緒更加輕量。

關於程式、執行緒和協程的區別

  • 程式是“程式執行的一個例項” ，擔當分配系統資源的實體。程式建立必須分配一個完整的獨立地址空間。程式切換隻發生在核心態。
  • 執行緒：執行緒是程式的一個執行流，獨立執行它自己的程式程式碼，是程式執行流的最小單元，是處理器排程和分派的基本單位。一個程式可以有一個或多個執行緒。
  • 協程：協程不是程式或執行緒，其執行過程更類似於子例程，或者說不帶返回值的函式呼叫。在語言級別可以建立併發協程，然後編寫程式碼去進行管理。Go 將這一步承包下來，使協程併發執行成本更低。

Go 實現最簡單的併發

for i := 0; i < 10; i++ {
    go func(n int) {
        fmt.Println(n)
    }(i)
}

專案實踐

最近有個專案需要同時呼叫多個 job，並要等待這些 job 完成之後才能往下執行。

序列執行 job

最開始，我們擁有一個執行 job 的方法，並且序列執行所有的 job：

func buildJob(name string) {
    ...
}

buildJob("A")
buildJob("B")
buildJob("C")

並行執行 job

因為所有 job 是可以併發執行的，這樣就不用必須等待上一個 job 執行完成後，才能繼續執行其他 job。我們可以使用 Go 語言的關鍵字 go 來快速啟用一個 goroutine，下面我們將併發地執行三個 job：

go buildJob("A")
go buildJob("B")
go buildJob("C")

等待所有 job 完成

怎樣才能知道每個 job 是否已經完成，這裡可以使用 channel 進行通訊，並使用 select 檢查執行結果：

func buildJob(ch chan error, name string) {
    var err error

    ... // build job

    ch <- err // finnaly, send the result into channel
}

func build() error {
    jobCount := 3
    errCh := make(err chan error, jobCount)
    defer close(errCh) // 關閉 channel

    go buildJob(errCh, "A")
    go buildJob(errCh, "B")
    go buildJob(errCh, "C")

    for {
        select {
        case err := <-ch:
            if err != nil {
                return err
            }
        }

        jobCount--
        if jobCount <= 0 {
            break
        }
    }

    return nil
}

發現問題

當 job A 執行失敗時，build 方法會 return err 退出，並執行 close(errCh)。可是此時另外兩個 job B 和 C 可能還沒執行完成，同時也會把結果發給 errCh，但由於這個時候 errCh 已經被關閉了，會導致程式退出 panic: send on closed channel。

優化程式碼

在給 channel 傳送資料的時候，可以使用接收資料的第二個值判斷 channel 是否關閉：

func buildJob(ch chan error, name string) {
    var err error

    ... // build job

    if _, ok := <-ch; !ok {
        return
    }
    ch <- err // finnaly, send the result into channel
}

func build() error {
    jobCount := 3
    errCh := make(err chan error, jobCount)
    defer close(errCh) // 關閉 channel

    go buildJob(errCh, "A")
    go buildJob(errCh, "B")
    go buildJob(errCh, "C")

    for {
        select {
        case err := <-ch:
            if err != nil {
                return err
            }
        }

        jobCount--
        if jobCount <= 0 {
            break
        }
    }

    return nil
}

總結

Go 併發程式設計看似只需要一個關鍵字 go 就可以跑起來一個 goroutine，但真正實踐中，還是有需要問題需要去處理的。

原文連結：k8scat.com/posts/code-with-golang-...

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